- •Защита помещений от воздушного и ударного шума
- •Содержание
- •1. Общие положения
- •2. Нормативные требования к звукоизоляции ограждающих конструкций зданий
- •3. Расчет ограждающих конструкций на воздействие воздушного шума
- •4. Определение индекса изоляции воздушного шума для междуэтажных перекрытий
- •5. Расчет междуэтажных перекрытий на ударное воздействие шума
- •6. Мероприятия, обеспечивающие нормативную звукоизоляцию ограждающих конструкций
- •7. Примеры расчетов звукоизоляции ограждающих конструкций
- •Библиографический список
- •Лицензия лр № 020370
6. Мероприятия, обеспечивающие нормативную звукоизоляцию ограждающих конструкций
При проектировании междуэтажного перекрытия с звукоизоляционным слоем необходимо принимать ширину ленточных прокладок на 5 см больше ширины лаги.
Полосовые прокладки под плитные основания полов следует принимать шириной 10–20 см с шагом 30–70 см в зависимости от конструктивного решения перекрытия и пола. Суммарная площадь полосовых прокладок должна быть не менее 20 % площади пола.
Пол на звукоизоляционном слое не должен иметь жестких связей с перекрытием, стенами и другими конструкциями здания. По контуру пол должен иметь зазор от стен шириной 20 мм, заполненный звукоизоляционным материалом.
Плинтусы должны крепиться только к полу или только к стене.
Для межквартирных перегородок следует принимать толщину промежутка между двойными элементами не менее 40 мм.
Одинарные или двойные перегородки должны устанавливаться на перекрытия через уплотнительно-выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора, цементных паст и др. В местах их примыкания к потолку и к стенам необходимо предусматривать уплотняющие (герметизирующие) прокладки.
7. Примеры расчетов звукоизоляции ограждающих конструкций
Пример 1. Определить индекс изоляции воздушного шума перегородки из тяжелого бетона= 2500 кг/м3 толщиной 100 мм.
Решение.Для построения частотной характеристики изоляции воздушного шума определяем эквивалентную поверхностную плотность ограждения:
mэ = m · k = ·h · k = 2500 · 0,1 ·1 = 250 кг/м2.
Устанавливаем значение абсциссы точки В – fB (см. п. 3.1) в зависимости от плотности бетона и толщины перегородки:
fB = 29000/100 = 290 Гц.
Округляем найденную частоту fB = 290 Гц до среднегеометрической частоты согласно данным приложения 2:
fB = 315 Гц.
Устанавливаем ординату точки В:
RB = 20 · lg250 – 12 = 36 дБ.
Строим частотную характеристику по правилам, изложенным в п. 3.1.
Заносим параметры расчетной и нормативной частотных характеристик в табл. 6 и производим дальнейший расчет в табличной форме.
Таблица 6
№ п/п |
Параметры |
Среднегеометрическая частота 1/3-октавной полосы, Гц | |||||||||||||||
100 |
125 |
160 |
200 |
250 |
315 |
400 |
500 |
630 |
800 |
1000 |
1250 |
1600 |
2000 |
2500 |
3150 | ||
1 |
Расчетная частотная характеристика R, дБ |
36 |
36 |
36 |
36 |
36 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
46 |
48 |
50 |
52 |
54 |
56 |
2 |
Нормативная кривая, дБ |
33 |
36 |
39 |
42 |
45 |
48 |
51 |
52 |
53 |
54 |
55 |
56 |
56 |
56 |
56 |
56 |
3 |
Неблагоприятные отклонения, дБ |
-- |
-- |
3 |
6 |
9 |
12 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
6 |
4 |
2 |
-- |
4 |
Нормативная кривая, смещенная вниз на 7 дБ |
26 |
29 |
32 |
35 |
38 |
41 |
44 |
45 |
46 |
47 |
48 |
49 |
49 |
49 |
49 |
49 |
5 |
Неблагоприятные отклонения от смещенной оценочной кривой, дБ |
-- |
-- |
-- |
-- |
2 |
5 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
-- |
-- |
-- |
-- |
6 |
Индекс изоляции воздушного шума Rw , дБ |
45 |
Таблица 7
№ п/п |
Параметры |
Среднегеометрическая частота 1/3-октавной полосы, Гц | |||||||||||||||
100 |
125 |
160 |
200 |
250 |
315 |
400 |
500 |
630 |
800 |
1000 |
1250 |
1600 |
2000 |
2500 |
3150 | ||
1 |
Приведенный уровень ударного шума Ln, дБ |
59 |
60 |
65 |
65 |
63 |
62 |
60 |
58 |
54 |
50 |
46 |
43 |
43 |
41 |
37 |
33 |
2 |
Нормативная кривая, дБ |
62 |
62 |
62 |
62 |
62 |
62 |
61 |
60 |
59 |
58 |
57 |
54 |
51 |
48 |
45 |
42 |
3 |
Неблагоприятные отклонения, дБ |
-- |
-- |
3 |
3 |
1 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
4 |
Нормативная кривая, смещенная вниз на 4 дБ |
58 |
58 |
58 |
58 |
58 |
58 |
57 |
56 |
55 |
54 |
53 |
50 |
47 |
44 |
41 |
38 |
5 |
Неблагоприятные отклонения от смещенной оценочной кривой, дБ |
1 |
2 |
7 |
7 |
5 |
4 |
3 |
2 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
6 |
Индекс изоляции воздушного шума Lnw, дБ |
56 |
Находим неблагоприятные отклонения, расположенные ниже нормативной кривой и определяем их сумму, которая равняется 105 дБ, что значительно больше 32 дБ.
Смещаем нормативную кривую вниз на 7 дБ и находим новую сумму неблагоприятных отклонений, которая составляет 28 дБ, что максимально приближается, но не превышает значения 32 дБ.
В этих условиях за расчетную величину индекса изоляции воздушного шума принимается ордината смещенной нормативной кривой частотной характеристики в 1/3-октавной полосе 500 Гц, т.е. = 45 дБ.
Пример 2. Требуется определить индекс приведенного уровня ударного шума Lwn для междуэтажного перекрытия с частотной характеристикой в нормированном диапазоне частот, приведенной в табл. 7.
Решение.Расчет ведется в табличной форме, в которую заносим значения Lwn нормативной кривой и находим сумму неблагоприятных отклонений, расположенных выше нормативной кривой.
Сумма неблагоприятных отклонений составляет 7 дБ, что значительно меньше 32 дБ. В связи с этим смещаем нормативную кривую частотной характеристики вниз на 4 дБ и снова подсчитываем сумму неблагоприятных отклонений.
Новая сумма неблагоприятных отклонений составила в этом случае 31 дБ, что меньше 32 дБ.
За величину индекса приведенного уровня ударного шума принимается значение смещенной нормативной кривой в 1/3-октавной полосе частот 500 Гц, т.е. ∆= 56 дБ.
Пример 3. Требуется определить частотную характеристику изоляции воздушного шума глухим металлическим витражом, остекленным одним силикатным стеклом толщиной 6 мм.
Решение. Находим по табл.1 координаты точек В и С:
fB = 6000/6 = 1000 Гц; RB = 35 дБ.
fС = 12000/6 = 2000 Гц; RС = 29 дБ.
Строим частотную характеристику в соответствии с указаниями п. 3.2, для чего из точки В проводим влево отрезок ВА с наклоном 4,5 дБ на октаву, а из точки С вправо отрезок CD с наклоном 7,5 дБ на октаву (рис. 7).
Рис. 7. Расчетная частотная характеристика к примеру 3
В нормируемом диапазоне частот изоляция воздушного шума витражом составляет:
f, Гц |
Rw, дБ |
f, Гц |
Rw, дБ |
f, Гц |
Rw, дБ |
100 |
20,0 |
315 |
27,5 |
1000 |
35,0 |
125 |
21,5 |
400 |
29,0 |
1250 |
33,0 |
160 |
23,0 |
500 |
30,5 |
1600 |
31,0 |
200 |
24,5 |
630 |
32,0 |
2000 |
29,0 |
250 |
26,0 |
800 |
33,5 |
2500 |
31,5 |
|
|
|
|
3150 |
34,0 |
Пример 4. Требуется построить частотную характеристику изоляции воздушного шума перегородкой, выполненной из двух гипсокартонных листов толщиной 14 мм, γ = 850 кг/м3 каждый по деревянному каркасу. Воздушный промежуток составляет 100 мм.
Решение. Строим частотную характеристику звукоизоляции для одного гипсокартонного листа в соответствии с п. 3.2.
Координаты точек В и С определяем по табл. 1:
fB = 19000/14 = 1337 Гц; RB = 34 дБ.
fС = 38000/14 = 2714 Гц; RС = 28 дБ.
Округляем частоты fB и fС до стандартных в соответствии с приложением 2:
fB = 1250 Гц; fС = 2500 Гц.
Строим вспомогательную линию ABCD в соответствии с п. 3.2. (рис. 8).
Устанавливаем по табл. 2 поправку R1 в зависимости от величины отношения:
mобщ/m1 = 2·850·0,014/850·0,014 = 2.
Согласно табл. 2 для mобщ/m1 = 2 поправка R1 = 4,5 дБ.
С учетом поправки R1 = 4,5 дБ строим линию A1B1C1D1, которая на 4,5 дБ выше линии ABCD.
Определяем частоту резонанса по формуле (5) с учетом поверхностной плотности гипсокартонного листа m = 850·0,014 = 11,9 кг/м2.
fр = 60= 77,880 Гц.
На частоте fр = 80 Гц находим точку F с ординатой на 4 дБ ниже соответствующей ординаты линии A1B1C1D1, т.е. RF = 16,5 дБ.
На частоте 8fр (630 Гц) устанавливаем точку K с ординатой RK = RF + H = 16,5 + 26 = 42,5 дБ.
Значение H находим в зависимости от толщины воздушного зазора, равного 100 мм (см. п. 3.3).
От точки K вправо проводим отрезок KL до частоты fB = 1250 Гц с наклоном 4,5 дБ на октаву. Ордината точки L составляет:
RL = RK + 4,5 = 47 дБ.
Из точки L до частоты 1,25 fB (до следующей 1/3-октавной полосы – 1600 Гц) проводим вправо горизонтальный отрезок LM.
На частоте fС = 2500 Гц строим точку N с ординатой RN = RC1 + R2 = = 32,5 + 8,5 = 41 дБ.
От точки N проводим отрезок NР с наклоном 7,5 дБ на октаву.
Полученная ломаная линия A1EFKLMNP (см. рис. 8) представляет собой частотную характеристику изоляции воздушного шума гипсокартонной перегородки.
В нормируемом диапазоне частот звукоизоляция воздушного шума перегородкой составляет:
f, Гц |
R, дБ |
f, Гц |
R, дБ |
f, Гц |
R, дБ |
f, Гц |
R, дБ |
100 |
19,5 |
250 |
31,0 |
630 |
42,5 |
1600 |
47,0 |
125 |
22,5 |
315 |
34,0 |
800 |
44,0 |
2000 |
44,0 |
160 |
25,0 |
400 |
36,5 |
1000 |
45,5 |
2500 |
41,0 |
200 |
28,0 |
500 |
39,5 |
1250 |
47,0 |
3150 |
43,5 |
Рис. 8. Расчетная частотная характеристика к примеру 4
Пример 5. Определить индекс изоляции воздушного шума междуэтажного перекрытия из железобетонной плиты γ = 2500 кг/м3, толщиной 100 мм; дощатого пола 35 мм на деревянных лагах сечением 100×50 мм с шагом 500 мм, уложенных по звукоизолирующим полосовым прокладкам из жестких минераловатных плит γ = 140 кг/м3, толщиной 40 мм в необжатом состоянии. Полезная нагрузка на перекрытие 2000 Па.
Решение. Определяем поверхностную плотность элементов перекрытия:
– несущей плиты m1 = 2500·0,1 = 250 кг/м2;
– конструкции пола m2 = 600·0,035(доски) + 600·0,05·0,1·2(лаги) = = 27 кг/м2.
Устанавливаем нагрузку на звукоизолирующую прокладку с учетом того, что на 1 м2 приходится 2 лаги:
= 11350 Па.
Рассчитываем индекс изоляции воздушного шума Rwo для несущей плиты перекрытия по формуле (7):
Rwo = 37 lgm1 – 43 = 37 lg250 – 43 = 45,7 46 дБ.
Находим толщину звукоизолирующей прокладки в обжатом состоянии при = 0,55 Па по формуле (9):
h3 = ho(1 – )0,04(1 – 0,55) = 0,018 м.
Определяем частоту резонанса конструкции перекрытия при Ед = = 8,0·105 Па по формуле (8):
ƒр.п = 0,16== 216 ≈ 210 Гц.
В зависимости от Rwo = 46 дБ и ƒр.п = 200 Гц по табл. 4 находим индекс изоляции воздушного шума для вышеуказанной конструкции междуэтажного перекрытия – Rw = 52 дБ.
Пример 6. Рассчитать индекс приведенного уровня ударного шума под междуэтажным перекрытием, состоящим:
– из несущей железобетонной панели толщиной 140 мм и = = 2500 кг/м3;
– звукоизолирующего материала «Пенотерм» (НПЛ-ЛЭ) толщиной 10 мм в необжатом состоянии;
– гипсобетонной панели основании пола = 1300 кг/м3 и толщиной 50 мм;
– линолеума = 1100 кг/м3, толщиной 3 мм.
Полезная нагрузка на перекрытие – 2000 Па.
Решение. Определяем поверхностные плотности элементов перекрытия:
– плиты перекрытия m1 = 2500·0,14 = 350 кг/м2;
– конструкции пола m2 = 1300·0,05 + 1100·0,003 = 68 кг/м2.
Нагрузка на звукоизоляционный слой составляет
2000 + 683 = 2683 Па.
По данным, приведенным в п. 5.3, находим значение Lnwo = 78 дб.
Вычисляем толщину звукоизоляционного слоя в обжатом состоянии при = 0,1:
h3 = 0,01(1 – 0,1) = 0,009 м.
Определяем частоту колебания пола по формуле (10) при Eд = = 6,6·105 Па:
ƒо = 0,16Гц.
По табл. 4 с учетом значений Lnwo = 78 дб и ƒо = 160 Гц находим индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием Lnw = 60 дб.
Пример 7. Определить индекс приведенного уровня ударного шума под междуэтажным перекрытием, состоящим из несущей железобетонной плиты = 2500 кг/м3 толщиной 160 мм и чистого пола из поливинилхлоридного линолеума с теплозвукоизоляционной подосновой из нитрона толщиной 3,6 мм.
Решение. Определяем поверхностную плотность несущей плиты перекрытия:
m = 2500·0,16 = 400 кг/м2.
Находим по данным в п. 5.3 для плиты перекрытия индекс приведенного уровня ударного шума:
Lnwo = 77 дб.
Устанавливаем по табл. 5 индекс снижения приведенного уровня ударного шума в зависимости от материала покрытия пола:
ΔLnw = 19 дБ.
Определяем по формуле (11) индекс приведенного уровня ударного шума Lnw под междуэтажным перекрытием:
Lnw = 77 – 19 = 58 дб.
Пример 8. Определить индекс изоляции воздушного шума Rwo (дб) междуэтажным перекрытием, состоящим из железобетонной несущей плиты = 2500 кг/м3, толщиной 160 мм и чистого пола из поливинилхлоридного линолеума на волокнистой теплозвукоизоляционной подоснове (ГОСТ 18108–80).
Решение. Определяем поверхностную плотность несущей плиты перекрытия:
m = 2500·0,16 = 400 кг/м2.
Устанавливаем по формуле (7) индекс изоляции воздушного шума несущей плиты перекрытия при m = 400 кг/м2
Rw = 37 lg400 – 43 = 53,3 53,5 дБ.
В связи с тем, что в качестве чистого пола принят поливинилхлоридный линолеум с теплозвукоизоляционной подосновой (ГОСТ 18108–80), из рассчитанной величины индекса воздушного шума междуэтажного перекрытия следует вычесть 1 дб и, таким образом, окончательная величина Rw составит:
Rw = 53,3 – 1 = 52,5 дБ.
Пример 9. Определить коэффициент К для многопустотной плиты перекрытия толщиной 220 мм, выполненной из тяжелого бетона плотностью γ = 2500 кг/м3. Многопустотная плита шириной 1,2 м имеет 6 круглых отверстий диаметром 0,16 м, расположенных посередине сечения.
Решение. Определяем момент инерции плиты как разность моментов инерции прямоугольного сечения и шести круглых пустот:
Используя формулу (3), определяем коэффициент К, приняв приведенную толщину многопустотной плиты hпр = 120 мм:
.